необходимых для обоснования проектных гидравлических и гид рологических расчетов в соответствии с местными условиями. Заведующим гидрометрической частью был назначен известный впоследствии ученый-гидролог В. Г. Глушков. Успешная дея
тельность гидрометрической |
части в значительной мере |
была обязана его крупному |
организаторскому и научному |
таланту121. |
|
В составе гидрометрической части имелась лаборатория для химических и механических анализов воды, наносов и грунтов
и гидравлическая станция, где производились гидравлические
наблюдения и опыты и тарировка гидрометрических приборов.
Непосредственное руководство гидрометрическими работами осуществлялось по районам, имевшим границами водоразделы главных речных бассейнов. Гидрометрических районов было де
вять: I |
— Верхний Сыр-Дарьинский, |
II — Нижний Сыр-Дарь- |
|||
пнский, |
III — Чуйский, |
IV — Илийский, V — Лепсипско- |
|||
Каратальский, |
VI — Зеравшанский, |
VII — Верхний |
Аму- |
||
Дарьинский, |
VIII — Нижний Аму-Дарьинский и IX — За |
||||
каспийский. |
|
|
|
|
|
На 62 реках, 10 каналах и 5 озерах было устроено 14 посто |
|||||
янных гидрометрических |
станций и |
112 водомерных |
постов. |
||
На 68 станциях производились метеорологические наблюдения.
В 1910—1915 гг. на реках края было измерено более трех тысяч расходов воды 122. Кроме измерения скоростей и расходов воды, наблюдений за уровнями и метеорологическими явления ми (температура, осадки, испарение), производилось измерение
продольных уклонов, определение коэффициентов шероховато сти рек и каналов и коэффициентов расходов искусственных сооружений; определялись потери на фильтрацию и испарение в каналах; выяснялось влияние орошения на режим грунто вых вод; производились наблюдения за движением и распреде лением наносов и за устойчивостью русел. Важно еще указать на специальные исследования, имевшие целью выяснение сте пени точности приборов и методов, применявшихся при гидро метрических работах. Исследования этого рода заключались:
в определении степени точности измерения площади живого
сечения; в выяснении влияния продолжительности наблюдения на величину скорости в данной точке (изучение пульсации);
121 Исследования гидрометрической части в Туркестане освещены в ее «Отчетах», изданных в 1911—1915 гг. (в 1911 г.—2 выпуска, в 1912 г.— 2, в 1913 г.— 7, в 1915 г.— 6) и содержащих богатый фактический и на учный материал.
122 Н. А. Писарев. Работы гидрометрической части в Туркестан ском крае. «Ежегодник Отдела земельных улучшений», год седьмой, ч. II.
Пг., 1917, стр. 90.
272
в сравнении различных эмпирических формул для определения -средней скорости па вертикали; в сравнении результатов опре деления расходов на большом числе вертикалей с малой продол жительностью наблюдения и на малом числе вертикалей с боль шой продолжительностью наблюдения; в сравнении измерения скорости вертушкой на штанге и на тросе.
Представляет интерес кратко остановиться на методах ос новных гидрометрических работ, применявшихся гидрометриче ской частью в Туркестане 123.
Наблюдения за уровнями воды на всех водомерных постах и гидрометрических станциях производились по постоянным рейкам, разделенным на сотые доли сажени и прикрепленным к деревянным или железным рельсовым сваям, забитым в под водную часть берегового откоса. Если амплитуда колебания уровней превышала сажень, по откосу забивался ряд свай, одна выше другой, и к ним прикреплялись рейки длиной в 0,5—1 са
жень. На постах, имевших рейки для измерения продольных
уклонов, являвшиеся в то же время запасными па случай неис правности основной рейки, для контроля за работой наблюдате лей обычно применялись рейки с различными делениями: ос
новал |
рейка имела деления |
в |
1/100 сажени, |
верх |
|
няя |
уклонная — в |
дюйм и нижняя |
уклонная — в |
два |
|
сантиметра. |
уровнями воды |
производились три |
раза в |
||
Наблюдения за |
|||||
день: в 7 часов утра, 13 часов дня и 7 часов вечера; отсчеты по уклонным рейкам брались один раз в сутки — в 7 часов утра.
Средняя за сутки высота уровня воды при трехкратных наблю дениях определялась по предложенной В. Г. Глушковым фор муле, в которой учитывалась неравномерность по времени мо ментов наблюдений и неодинаковость уровня у правого и левого берега 124.
Измерение скоростей течения производилось вертушками, причем продолжительность наблюдения в точке определялась в
200—300 оборотов лопастей вертушки. Средняя скорость на вер тикали находилась по трем скоростям, измеренным на 0,2, 0,6 и 0,8 глубины, по формуле:
?;ср — (y0,2 + 2^0,6 + ^o,s)-
123 В. Глушков. Работы гидрометрической части в Туркестанском крае. «Ежегодник Отдела земельных улучшений», год четвертый. СПб., 1913, стр. 387.
124 В. Глушко в. Вычисление среднего за сутки горизонта воды. Отчет гидрометрической части за 1911 г., т. I. СПб., 1912, стр. 354.
18 и. А. Федосеев |
о?о |
Если при малых глубинах скорость измерялась в двух точ
ках — на поверхности и на у глубины,— то средняя скорость вычислялась по формуле:
уср = у (l’o,o + 3^’/3).
На особенно мелких местах скорость измерялась в одной точке — на 0,6 глубины.
При неравномерном распределении вертикалей строилась эпюра распределения средних скоростей по ширине реки и расход подсчитывался по площади этой эпюры, определяемой трехкратной обводкой планиметром (способ Гарлахера).
В нескольких случаях измерение расходов производилось параллельно с вертушкой предложенным Глушковым поплав ком-интегратором.
Для ежедневного учета количества протекающей в реках
воды строились кривые зависимости между расходами воды и уровнями (кривые расходов). Кривые строились по центрам тяжести групп точек, расположенных в отдельных интервалах высоты уровня, причем выправление полученных кривых и при дание им плавного вида производилось графическим способом Глушкова, изложенным в его работе «Графическое построение эмпирических кривых» 125.
Для исследования наносов Глушковым была разработана подробная инструкция 126. Для учета взвешенных наносов при менялся суммарный объемный способ. Пробы воды на мутность брались ежедневно по утрам из точки живого сечения, находя щейся на 1/5 ширины реки и 0,6 глубины, мензуркой системы Глушкова с регулированием объема пробы; для рек с известны-
,ми кривыми расходов объем пробы назначался пропорциональ ным расходу воды, определяемому по показанию рейки; для остальных рек объем пробы был постоянным. В первом случае
слитые вместе пробы характеризовали среднюю за данный пе риод мутность воды в самой реке, а во втором случае — мутность воды в воображаемом канале постоянного расхода, отведенном от изучаемой реки. Для взятия проб применялся также изобре тенный Глушковым батометр-тахиметр длительного наполнения.
Исследование мутности рек Туркестанского края в 1911 —
125 Важный в гидрометрии вопрос о построении кривых расходов по лучил разработку также в двух других статьях В. Г. Глушкова: «Воз можные формы кривых, выражающих зависимость величины площадей и расходов водных потоков от высоты горизонта воды» (1910) и «К во
просу о построении кривых расходов воды и вообще эмпирических кри вых вида у = (b + х) m или х = А + Вуп» (1915).
126 Инструкция для учета приносимых рекою твердых наносов и ра
створенных веществ. Отчет гидрометрической части за 1910 год т I.
СПб, 1911, стр. 283.
274
1912 гг. показало, что мутность возрастает пропорционально
увеличению расхода воды, что хорошо видно из следующих дан
ных 1912 г.:
Рени |
Среднегодовой |
Мутность |
расход (в м3, сек) |
(в % к объему |
|
|
|
воды) |
Аму-Дарья . . ■ |
207,0 |
0,496 |
Сыр-Дарья . . . |
54,7 |
0,181 |
Или...................... |
47,5 |
0,133 |
Нарып ............... |
41,2 |
0,109 |
Кара-Дарья . . . |
6,83 |
0,084 |
Чу....................... |
6,59 |
0,047 |
Талас ................. |
2,19 |
0,027 |
Обработка этих данных позволила вывести следующее урав нение прямолинейной зависимости между среднегодовыми зна чениями мутности М и расхода воды Q:
М = 0,029 4- 0,00225(2.
Таким образом, гидрометрическая часть в Туркестане не только произвела гидрометрическое изучение почти всех рек этого края, но и внесла значительный вклад в дело развития
гидрометрии, совершенствования ее методов и приборов. В рабо
тах Туркестанской гидрометрической части впервые было обра щено серьезное внимание на изучение речных наносов, что объяснялось характером рек Средней Азии, отличающихся очень большой мутностью. Особенно много для обогащения гидромет рии новыми методами и приборами сделал в этот период
В. Г. Глушков.
Для выяснения возможностей развития орошения в Турке станском крае Отдел земельных улучшений организовал ряд изыскательных партий, которые к 1914 г. охватили исследова ниями бассейны почти всех главнейших водных артерий края,
причем главное внимание было сосредоточено на бассейне Сыр-
Дарьи, занимающем центральное положение в крае и представ ляющем наибольший хозяйственный интерес как по водным за пасам, так и по топографическим и почвенным условиям.
Обширные полевые работы в бассейне Сыр-Дарьи были на чаты в 1912 г. и проводились пятью изыскательскими партиями
(под руководством Г. К. Ризенкампфа, И. А. Шовгепова, Н. П. Епанчина, И. Г. Александрова, П. В. Рогалевича).
До работы этих партий по Сыр-Дарье имелась лишь реког носцировочная съемка, произведенная в 1900 г. Пузыревским и
Тухолкой. Партии ОЗУ произвели инженерно-гидрологическое изучение Сыр-Дарьи на всем ее протяжении, а также Кара-
Дарьи, Нарына, Чирчика, Арыся и других рек бассейна.
Крупные изыскательские работы были развернуты в бас
сейне Аму-Дарьи, до того очень мало исследованном. По самой Аму-Дарье, представляющей наиболее многоводную реку Сред ней Азии, в трудах Аму-Дарьинской экспедиции Русского гео графического общества 1872 г. и экспедиции А. И. Глуховского
1893 г. имелись материалы, касавшиеся лишь нижней части реки. Начиная с 1911 г. для изысканий в бассейне Аму-Дарьи, а с 1914 г. также на реках Теджене и Мургабе, было создано несколько партий (под руководством Б. Л. Гржегоржевского, II. В. Мастицкого, В. В. Цинзерлинга, Д. Д. Букинича). Этими партиями был получен обширный материал по Аму-Дарье на всем ее протяжении, включая низовые протоки, и по рекам ее си стемы — Пянджу, Вахшу, Кафирнигану, Сурхапу, Кашка-
Дарье, а также Теджену и Мургабу. Так, по Аму-Дарье была произведена двойная нивелировка урезов воды от афганской границы до Аральского моря, на протяжении более 1150 км, и составлены профили самого высокого, самого низкого и среднего горизонтов воды в реке.
С 1913 г. гидрометрические, съемочные и геологические рабо ты велись в бассейне Зеравшана (партия А. В. Чаплыгина) для выяснения вопроса об устройстве водохранилищ для урегули рования водопользования в Зеравшанской долине.
Значительные исследования, начиная с 1910 г., были прове
дены в Семиречье. Работали партии по изысканиям на орошение в долине Чу (под руководством В. А. Васильева), с 1912 г.— на р. Или и ее притоках (под руководством Е. Е. Скорнякова), с 1913 г. в бассейнах рек Тентека, Лепсы, Ак-су и Каратала (под руководством Б. X. Шлегеля). На многих (около 70) реках Се миречья велись гидрометрические наблюдения, начатые гидро техническим отделом Семиреченского переселенческого района
еще в 1905 г., но особенно развившиеся с 1912 г.
Особая партия, организованная в 1913 г., производила гидро
геологическое обследование Туркестана. Гидрогеологические ис следования производились также в соседних с Туркестаном так называемых степных областях (северная часть нынешней Ка захской ССР). Но, кроме того, с 1910 г. отдельная партия рабо тала в бассейне верхнего Иртыша, главным образом на его пра вых притоках, где были установлены водомерные посты и гидро метрические станции. В итоге работ, интенсивно проводившихся партиями ОЗУ и Средней Азии в 1910—1925 гг., инженерно
гидрологическими исследованиями были охвачены все значи тельные реки этого обширного края.
С 1910 г. началось систематическое изучение водоносности
276